TComPicYuv、TComPic、TComPicSym、TComDataCU以及TComYuv的关系

TComPicYuv、TComPic、TComPicSym、TComDataCU以及TComYuv的关系


    首先用一张图来描述它们之间的关系



    1、HM首先使用TComPicYuv保存从文件中读取出来的YUV数据
    2、利用TComPicYuv构造TComPic,并把YUV数据复制给他(TComPic包含了TComPicYuv成员)
    3、TComPic表示一帧图像,包含了数据(TComPicYuv),以及图像信息(TComPicSym,在TComPicSym中还包含了TComDataCU)
    4、TComPic被放入图像队列中
    5、处理图像队列中的每一个TComPic,实际是处理TComPic中的每一个CTU/CU(存放在TComPicSym中)
    6、从TComPic中取出每一个CTU(用TComDataCU表示),调用xCompressCU进行处理
    7、根据原始的CTU初始化TEncCu中的TComDataCU(最优的和临时的),这两个在编码的时候会使用
    8、把TComPic的数据复制给TComYuv对象,表示编码过程中的数据(原始,预测、残差、重建等)
    9、进行编码,tempCU用于编码过程中,bestCU用于保存最优信息
    10、产生的最优信息会被复制回TComPicSym中


TComPicYuv


    TComPicYuv表示图像的YUV数据

class TComPicYuv
{
private:
	Pel*  m_apiPicBufY;           // 三个颜色分量的缓冲区,包括了填充的内容
	Pel*  m_apiPicBufU;
	Pel*  m_apiPicBufV;

	Pel*  m_piPicOrgY;            // 三个颜色分量的起始地址,由m_apiPicBufY计算得到
	Pel*  m_piPicOrgU;
	Pel*  m_piPicOrgV;

	Int   m_iPicWidth;            // 图像的宽和高
	Int   m_iPicHeight;           

	Int   m_iCuWidth;             // LCU的宽和高
	Int   m_iCuHeight;            
	Int*  m_cuOffsetY; 			  // 每个CTU中三个颜色分量的偏移地址
	Int*  m_cuOffsetC;
	Int*  m_buOffsetY;			  // CTU中每个4x4分量的偏移地址
	Int*  m_buOffsetC;

	Int   m_iLumaMarginX;		// Y分量的填充宽度和高度,如果图像的尺寸不是LCU的整数倍,那么需要填充
	Int   m_iLumaMarginY;
	Int   m_iChromaMarginX;		// U、V分量的填充高度和宽度
	Int   m_iChromaMarginY;

	Bool  m_bIsBorderExtended; // 是否需要填充图像
};



TComPic


    TComPic表示一张图像,它包含数据(TComPicYuv)和信息(TComPicSym)

class TComPic
{
private:
	
	UInt                  m_uiTLayer;               //  时域层
	
	Bool                  m_bUsedByCurr;            //  是否被作为参考帧
	
	Bool                  m_bIsLongTerm;            // 是否为长参考图像
	
	TComPicSym*           m_apcPicSym;              // 图像的信息

	
	TComPicYuv*           m_apcPicYuv[2];           // 图像的数据(索引0是原始图像,索引1是重建图像)

	TComPicYuv*           m_pcPicYuvPred;           // 图像的预测数据
	
	TComPicYuv*           m_pcPicYuvResi;           // 图像的残差数据

	
	Bool                  m_bReconstructed;			// 是否被重建
	
	Bool                  m_bNeededForOutput;		// 是否需要输出
	
	UInt                  m_uiCurrSliceIdx;         // 在此图像中,当前条带的索引

	Bool                  m_bCheckLTMSB;			// 没啥用

	Int                   m_numReorderPics[MAX_TLAYER]; // 每一层重排的图像的个数

	Window                m_conformanceWindow;		// 一致性窗口,用于输出
	
	Window                m_defaultDisplayWindow;	// 默认显示的窗口

	bool                  m_isTop;					// 顶场还是底场
	bool                  m_isField;				// 帧还是场

	// 条带的CU链表,即:
	// 每一个slice中有若干LCU,每一个LCU又被细分为各个CU
	// std::vector<TComDataCU*>就是存放LCU的CU
	// 没有用到,因为CTU的相关信息存放在TComPicSym中
	std::vector<std::vector<TComDataCU*> > m_vSliceCUDataLink;

	// 增强信息
	SEIMessages  m_SEIs; ///< Any SEI messages that have been received.  If !NULL we own the object.
	
	// 其他省略****
};



TComPicSym


    TComPicSym表示图像的信息,它内部有一个TComDataCU数组,描述了图像组每一个LCU(CTU)的信息

class TComPicSym
{
private:

    UInt          m_uiWidthInCU; // 图像在横向上有多少个CTU,一般认为LCU就是CTU
    UInt          m_uiHeightInCU; // 图像在纵向上有多少个CTU

    UInt          m_uiMaxCUWidth; // 最大的CU的尺寸:64x64
    UInt          m_uiMaxCUHeight;
    UInt          m_uiMinCUWidth; // 最小的CU的尺寸:4x4
    UInt          m_uiMinCUHeight;

    UChar         m_uhTotalDepth;     	// LCU可以划分的最大深度:5
    UInt          m_uiNumPartitions; 	// CTU有多少个4x4的块
    UInt          m_uiNumPartInWidth; 	// CTU横向上有几个4x4的块
    UInt          m_uiNumPartInHeight;	// CTU纵向上有几个4x4的块
    UInt          m_uiNumCUsInFrame; 	// 图像有几个CTU

    TComSlice*    m_pcTComSlice;	// slice头部信息
    TComDataCU**  m_apcTComDataCU;  // 表示了每一个CTU,每一个TComDataCU表示CU以及其中所有4x4块的信息

    SAOParam*     m_saoParam;		// SAO的参数
	
	// 其他省略***
}; 



TComDataCU


    TComDataCU表示CU,它本身不存储YUV数据,只包含CU应有的语法元素(包括系数)。TComDataCU存储了CU中所有4x4小块的信息。由于LCU也是CU,因此TComDataCU既能表示LCU也能表示普通CU。

class TComDataCU
{
private:

	TComPic*      m_pcPic;              // CU所在的图像
	TComSlice*    m_pcSlice;            // CU所在的条带
	TComPattern*  m_pcPattern;          // 用于访问临近CU

	UInt          m_uiCUAddr;           // 在slice中CU的地址
	UInt          m_uiAbsIdxInLCU;      // 在LCU中Z扫描顺序的地址
	UInt          m_uiCUPelX;           // 以像素为单位的CU地址
	UInt          m_uiCUPelY;           // 以像素为单位的CU地址
	UInt          m_uiNumPartition;     // 当前CU中有多少个4x4的块
	UChar*        m_puhWidth;           // 存放CU宽度的数组(因为CU会不断分割,每个CU都具有自己的长宽,所以村要存放,这个数组的作用就是这样的)
	UChar*        m_puhHeight;          // 同上
	UChar*        m_puhDepth;           // 存放CU深度的数组
	Int           m_unitSize;           // partition的最小尺寸

	/*
	** 下面是CU中各种语法元素
	*/
	Bool*         m_skipFlag;           // 跳过标志数组
	Char*         m_pePartSize;         // 分割的尺寸的数组
	Char*         m_pePredMode;         // 预测模式的数组
	Bool*         m_CUTransquantBypass;   // 用于量化
	Char*         m_phQP;               // 量化步长的数组
	UChar*        m_puhTrIdx;           // 变换索引的数组
	UChar*        m_puhTransformSkip[3];// 变换跳过标志数组
	UChar*        m_puhCbf[3];          // 编码块标志数组
	TComCUMvField m_acCUMvField[2];     // 运动估计的数组
	TCoeff*       m_pcTrCoeffY;         // Y变换系数的数组
	TCoeff*       m_pcTrCoeffCb;        // U变换系数的数组
	TCoeff*       m_pcTrCoeffCr;        // V变换系数的数组


	Pel*          m_pcIPCMSampleY;      // PCM 样本的缓冲区
	Pel*          m_pcIPCMSampleCb;     
	Pel*          m_pcIPCMSampleCr;    

	TComDataCU*   m_pcCUAboveLeft;      ///< pointer of above-left CU				当前CU左上角的CU
	TComDataCU*   m_pcCUAboveRight;     ///< pointer of above-right CU			当前CU右上角的CU
	TComDataCU*   m_pcCUAbove;          ///< pointer of above CU						当前CU上面的CU
	TComDataCU*   m_pcCULeft;           ///< pointer of left CU								当前CU左边的CU
	TComDataCU*   m_apcCUColocated[2];  ///< pointer of temporally colocated CU's for both directions		CU的变形
	TComMvField   m_cMvFieldA;          ///< motion vector of position A				A位置的运动估计,A/B/C位置是什么?
	TComMvField   m_cMvFieldB;          ///< motion vector of position B				B位置的运动估计
	TComMvField   m_cMvFieldC;          ///< motion vector of position C				C位置的运动估计
	TComMv        m_cMvPred;            ///< motion vector predictor						运动向量预测

	Bool*         m_pbMergeFlag;        ///< array of merge flags								合并标志的数组
	UChar*        m_puhMergeIndex;      ///< array of merge candidate indices		合并候选数组
#if AMP_MRG
	Bool          m_bIsMergeAMP;
#endif
	UChar*        m_puhLumaIntraDir;    ///< array of intra directions (luma)			// 帧内预测 亮度部分的 方向的数组(因为LCU会分割成很多部分)
	UChar*        m_puhChromaIntraDir;  ///< array of intra directions (chroma)		// 帧内预测 色度部分的 方向的数组
	UChar*        m_puhInterDir;        ///< array of inter directions							// 帧间预测的方向的集合
	Char*         m_apiMVPIdx[2];       ///< array of motion vector predictor candidates	// 运动向量的候选集
	Char*         m_apiMVPNum[2];       // 可能的运动向量的数量的数组
	Bool*         m_pbIPCMFlag;         // intra_pcm标志的集合

	Bool          m_bDecSubCu;          // 指出了解码模式

	// RD即拉格朗日率失真,这个成员表示总的失真的代价
	Double        m_dTotalCost;         // 总的代价
	// 总的失真
	UInt          m_uiTotalDistortion;  // 总的失真
	// 总的比特数
	UInt          m_uiTotalBits;        ///< sum of partition bits						
	// 总的二进制数
	UInt          m_uiTotalBins;       ///< sum of partition bins						

	UInt*         m_sliceStartCU;    ///< Start CU address of current slice		当前slice开始CU的地址
	UInt*         m_sliceSegmentStartCU; ///< Start CU address of current slice	当前slice开始CU的地址
	Char          m_codedQP;																		// 量化的编码
};



TComYuv


    TComYuv保存了每一个CU对应的YUV数据,原始数据从TComPic中得到(实际从TComPic的TComPicYuv成员中得到)。它主要用于表示编码过程中的原始数据、预测数据、残差数据以及重建数据

class TComYuv
{
private:
	Pel*    m_apiBufY; // 颜色分量的起始地址
	Pel*    m_apiBufU;
	Pel*    m_apiBufV;

	UInt     m_iWidth; // CU(可以是LCU,也可以是普通CU)的宽和高
	UInt     m_iHeight;
	UInt     m_iCWidth;	// CU色度分量的尺寸
	UInt     m_iCHeight;
};




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